Research article

Variations in Chlorella lipid content in commercial and in-lab produced biomass^☆

¹ CIRAD, UMR QUALISUD, 34398 Montpellier, France
² QUALISUD, Univ Montpellier, Avignon Université, CIRAD, Institut Agro, Université de La Réunion, Montpellier, France
³ UMR IATE, Univ Montpellier, INRAE, Institut Agro, Montpellier, France
⁴ UMR STLO, INRAE, Institut Agro, 35000, Rennes, France

^* Corresponding author: maeva.subileau@supagro.fr

Received: 21 July 2023
Accepted: 8 February 2024

Abstract

Microalgae appear as a sustainable source of biomass with relevant nutritional qualities. Still, regulatory restrictions currently limit the use of eukaryotic microalgae for human consumption to a short list of species dominated by Chlorella spp. Chlorella biomass contains valuable proteins but also interesting lipids, including polyunsaturated fatty acids (PUFA) ω3 and ω6. The amount of PUFA and the ω6/ω3 ratio vary significantly depending on the species and cultivation trophic mode. While the lipid profils of in-lab produced Chlorella has been widely studied, the variability of lipid content in commercial biomasses is barely described. Here, lipid classes and fatty acid profiles of six commercial biomasses of Chlorella spp. as well as those of lab-produced C. sorokiniana grown in photo-autotrophy and in four mixotrophy conditions were characterized. Results showed significant lipid composition variations between the biomasses, such as the triacylglycerols/glycolipids and ω6/ω3 contents. The ω6/ω3 ratios were lower in photo-autotrophic mode (2.5) while they ranged between 1.3 and 8.9 in commercial biomasses. The free fatty acids level was also variable (1.4% to 17.9% of total lipids). As a consequence, Chlorella lipid content and quality differed significantly, impacting the potential nutritional benefits of the consumption of commercial biomass. Processing and post-processing conditions should therefore be carefully controlled to optimize lipid profiles.

Résumé

Les microalgues sont une ressource durable de biomasse aux qualités nutritionnelles précieuses. Toutefois, des contraintes réglementaires limitent leur consommation humaine, privilégiant les espèces de Chlorella. Les Chlorella contiennent des protéines mais aussi des lipides d’intérêt, notamment des acides gras polyinsaturés (AGPI) ω3 et ω6 dont les teneurs varient significativement selon l’espèce et le mode trophique de culture. Bien que les profils lipidiques de Chlorella aient été largement étudiés en laboratoire, ceux des biomasses commerciales sont peu décrits. Les classes de lipides et profils d’acides gras de six biomasses commerciales de Chlorella spp. et d’une souche de C. sorokiniana produite en laboratoire, en photo-autotrophie et mixotrophies, ont été caractérisés dans cette étude. Des compositions lipidiques différentes ont été obtenues, notamment pour les ratios triacylglycérols/glycolipides et ω6/ω3. En laboratoire la biomasse cultivée en photo-autotrophie présentait le plus bas ratio ω6/ω3 (2.5), tandis qu’il fluctuait entre 1.3 et 8.9 dans les commerciales. Leur taux en acides gras libres variait également de manière importante (1.4 à 17.9 % des lipides totaux). Finalement, la teneur et la qualité lipidique des Chlorelles différaient significativement, impactant leurs potentiels bénéfices nutritionnels. Un contrôle des conditions de production et post-traitement est donc nécessaire pour optimiser les profils en lipides.